【畢業(yè)設(shè)計(jì)】焊接機(jī)械手設(shè)計(jì)

1、 第 1 節(jié) 焊接機(jī)械手的總體方案設(shè)計(jì)1.1 概述焊接是制造工業(yè)中最重要的工藝技術(shù)之一.它在機(jī)械制造,核工業(yè),航空航天\能源交通,石油化工及建筑和電子等行業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣.隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,焊接已從簡(jiǎn)單的構(gòu)件連接方法和毛坯制造手段發(fā)展成為制造行業(yè)中一項(xiàng)基礎(chǔ)工藝和生產(chǎn)尺寸精確的制成品的生產(chǎn)手段.傳統(tǒng)的手工焊接已不能滿足現(xiàn)代高技術(shù)產(chǎn)品制造的質(zhì)量,數(shù)量要求.因此保證焊接產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性,提高生產(chǎn)率和改善勞動(dòng)條件已成為現(xiàn)代焊接制造工藝發(fā)展亟

2、待解決的問(wèn)題.從 21 世紀(jì)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展要求看,焊接自動(dòng)化生產(chǎn)已是必然趨勢(shì).焊接機(jī)器人主要優(yōu)點(diǎn)如下:1)穩(wěn)定和提高焊接質(zhì)量,保證其均勻性;2)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,一天可 24 小時(shí)連續(xù)生產(chǎn)3)改善工人勞動(dòng)條件,可在有害環(huán)境下工作;4)降低對(duì)工人操作技術(shù)的要求;5)縮短產(chǎn)品改形換代的準(zhǔn)備周期,減少相應(yīng)的設(shè)備投資;6)可實(shí)現(xiàn)小批量產(chǎn)品的焊接自動(dòng)化;7)能在空間站建設(shè),核能設(shè)備維修,深水焊接等極限條件下完成人工難以進(jìn)行的焊接作業(yè).8)為焊接

3、柔性生產(chǎn)線提供技術(shù)基礎(chǔ).焊接作為機(jī)械制造業(yè)中僅次與裝備加工和切削加工的第三大加工作業(yè),對(duì)其進(jìn)行機(jī)器人柔性加工技術(shù)及其相關(guān)的控制器 PC 化,網(wǎng)絡(luò)化和智能化的應(yīng)用研究已成為焊接自動(dòng)化發(fā)展的必然趨勢(shì).實(shí)現(xiàn)焊接自動(dòng)化生產(chǎn)的意義和必要性:隨著我國(guó)一步一步地走向國(guó)際市場(chǎng)大舞臺(tái)和加入國(guó)際貿(mào)易組織,國(guó)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的界限將越來(lái)越模糊,我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)際接軌是大勢(shì)所趨,改變過(guò)去的生產(chǎn)方式和管理模式已迫在眉睫.這種改變不僅僅對(duì)大小型企業(yè)而言,對(duì)中型企

4、業(yè)也將更加重要.軟件） ；末端執(zhí)行器；機(jī)器人完成作業(yè)所需的外部設(shè)備、裝置或傳感器。所用的外部設(shè)備均由機(jī)器人的控制系統(tǒng)管理。（2）手臂和手腕是機(jī)器人操作機(jī)中的基本部件，它由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)組成。其結(jié)構(gòu)形式是多種多樣的，但多數(shù)機(jī)器人的手臂和手腕是由關(guān)節(jié)和桿件構(gòu)成的空間機(jī)構(gòu)，一般由 3-10 個(gè)自由度組成，工業(yè)機(jī)器人一般為 3-6 個(gè)自由度。由于機(jī)器人具有多自由度手臂、手腕的機(jī)構(gòu)，使操作運(yùn)動(dòng)具有通用性和靈活性，這也是區(qū)別于一般自動(dòng)機(jī)的

5、特點(diǎn)。（3）機(jī)器臂的控制：在電動(dòng)伺服系統(tǒng)中，驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂各關(guān)節(jié)的是步進(jìn)電機(jī)或直流伺服電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)從驅(qū)動(dòng)器得到一系列脈沖信號(hào)，每個(gè)脈沖信號(hào)使步進(jìn)電機(jī)軸產(chǎn)生一定的角位移。一般不需要反饋回路和位置編碼器，控制比較簡(jiǎn)單。采用直流伺服電機(jī)的控制系統(tǒng)以測(cè)速器和角度編碼作為反饋裝置，能夠精確地控制機(jī)械臂關(guān)節(jié)軸的運(yùn)動(dòng)，它的工作狀態(tài)平穩(wěn)，旋轉(zhuǎn)速度可以連續(xù)調(diào)節(jié)，對(duì)加速和減速指令都能迅速作出反應(yīng)。（4）腕部機(jī)構(gòu)支承機(jī)器人手部裝置并調(diào)整其姿態(tài)，一般有 2-3

6、個(gè)自由度，使位于機(jī)械臂末端的手爪產(chǎn)生俯仰擺動(dòng)和繞自身軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)，這些運(yùn)動(dòng)的合成，使機(jī)器人的手部相對(duì)于操作對(duì)象形成靈活的工作姿態(tài)。（5）機(jī)器人的手部裝置又稱末端執(zhí)行器。根據(jù)作業(yè)性質(zhì)不同，機(jī)械臂末端的執(zhí)行器有不同形式。1） 焊接機(jī)器人和噴涂機(jī)器人的末端分別為固定焊槍和噴槍的夾具。2） 搬運(yùn)大件光整平板的機(jī)器人一般采用真空吸附式末端執(zhí)行器，利用吸盤(pán)內(nèi)壓 力與大氣壓力之間的差值產(chǎn)生吸附作用力。3） 對(duì)于一般的物料搬運(yùn)和裝配機(jī)器人，末端執(zhí)行